内容正文:
数学学科试卷
一、选择题(每小题5分,共计45分)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 设,则“”是“” 的
A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 若随机变量服从正态分布,若,则( )
A. B.
C. D.
4. 若m,n为两条直线,α为一个平面,则下列结论中正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则m与n相交
5. 设函数在上是偶函数,且在上单调递增,,,,则( )
A. B. C. D.
6. 如图,长方体的体积是36,点E在棱上,且,则三棱锥E-BCD的体积是( )
A 3 B. 4 C. 6 D. 12
7. 双曲线C:的离心率为,抛物线的准线与双曲线C的渐近线交于A,B点,若(O为坐标原点)的面积为2,则抛物线的方程为( )
A B. C. D.
8. 设函数的最小正周期为,将的图象向左平移个单位得函数的图象,则
A. 上单调递减
B. 上单调递减
C. 上单调递增
D. 上单调递增
9. 已知双曲线的左、右焦点分别为、,为双曲线的渐近线上的点,满足,且,的面积为,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
二.填空题(每小题5分,共计30分)
10. 复数z满足(其中i为虚数单位),则______.
11. 在的展开式中,的系数是______.(用数字作答)
12. 已知直线将圆的面积平分,过点作圆C的切线,切点为N,则__________________.
13. 已知,,且,则的最小值为______.
14. 已知抛物线的焦点为,准线为,若与双曲线的两条渐近线分别交于点A和点B,且(O为原点),则双曲线的离心率为________.
15. 某陶瓷厂准备烧制甲、乙、丙三件不同的工艺品,制作过程必须先后经过两次烧制,当第一次烧制合格后方可进入第二次烧制,再次烧制过程相互独立.根据该厂现有的技术水平,经过第一次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.5、0.6、0.4,经过第二次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.6、0.5、0.75;则第一次烧制后恰有一件产品合格的概率为________;经过前后两次烧制后,合格工艺品的件数为X,则随机变量X的期望为______.
三.解答题 (共计75分)
16. 设锐角的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,.
(1)求B大小;
(2)若,,求边长b及的面积.
17. 如图,在直三棱柱中,,点分别为棱的中点.
(Ⅰ)求证:∥平面
(Ⅱ)求证:平面平面;
(Ⅲ)在线段上是否存在一点,使得直线与平面所成的角为300?如果存在,求出线段的长;如果不存在,说明理由.
18. 已知椭圆左焦点为,右顶点为,离心率为,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率为直线与椭圆交于另一点,是轴上一点,且满足,若直线的斜率为,求直线的方程.
19. 已知椭圆C的焦点在x轴上,中心在坐标原点,离心率为,过椭圆的左焦点F且倾斜角为的直线与圆相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且不垂直于x轴的直线l与椭圆C相交于A,B两点,若B关于x轴的对称点是E,证明:直线AE与x轴相交于定点.
20. 已知函数,, 其中是自然对数的底数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数
①讨论函数的单调性;
②若为整数,且当时,恒成立,求的最大值;
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数学学科试卷
一、选择题(每小题5分,共计45分)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解不等式得出集合,再根据交集和并集的定义即可判断.
【详解】由题意,所以,故AC错误,B正确;
,故D错误.
故选:B
2. 设,则“”是“” 的
A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件
C 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】分析:求解三次不等式和绝对值不等式,据此即可确定两条件的充分性和必要性是否成立即可.
详解:求解不等式可得,
求解绝对值不等式可得或,
据此可知:“”是“” 的充分而不必要条件.
本题选择A选项.
点睛:本题主要考查绝对值不等式的解法,充分不必要条件的判断等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
3. 若随机变量服从正态分布,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用正态分布曲线的对称性可计算概率.
【详解】因为,所以.
因为,所以,,所以A,D错误;
因为,所以B错误;
因为,所以C正确.
故选:C.
4. 若m,n为两条直线,α为一个平面,则下列结论中正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则m与n相交
【答案】C
【解析】
【分析】ABD可举出反例;C选项,根据线线平行和线面垂直的性质得到答案.
【详解】根据题意,依次分析选项:
对于A,若,,则与平行或异面,A错误;
对于B,若,,则与异面、平行或相交,B错误;
对于C,若,则存在直线,满足且,
若,则,而,则,C正确;
对于D,若,,则与相交或异面,D错误.
故选:C.
5. 设函数在上是偶函数,且在上单调递增,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】因为,根据函数的单调性与奇偶性即可比较大小.
【详解】因为
又因为在上是偶函数,且在上单调递增,
则在上单调递减,
所以
故选:A
6. 如图,长方体的体积是36,点E在棱上,且,则三棱锥E-BCD的体积是( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 12
【答案】B
【解析】
【分析】
由锥体的体积公式可得三棱锥的体积为,结合长方体的体积是36可得结果.
【详解】因为长方体的体积是36,点E在棱上,且,
所以,
三棱锥E-BCD的体积是
故选:B.
【点睛】本题主要考查柱体的体积与锥体的体积,意在考查对基础知识的掌握与应用,属于基础题.
7. 双曲线C:的离心率为,抛物线的准线与双曲线C的渐近线交于A,B点,若(O为坐标原点)的面积为2,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线的离心率公式可求出,从而根据抛物线的准线方程为,可求出A,B点的坐标,然后根据即可求出的值.
【详解】因为双曲线C的离心率为,所以,即,所以,
所以双曲线的渐近线方程为,
又因为抛物线的准线方程为,所以,所以,
所以,即,解得,
所以抛物线的方程为.
故选:A.
8. 设函数的最小正周期为,将的图象向左平移个单位得函数的图象,则
A. 上单调递减
B. 上单调递减
C. 上单调递增
D. 上单调递增
【答案】A
【解析】
【详解】,则,解得,即;
的图象向左平移个单位得函数的图象;
当时,,所以上单调递减.
9. 已知双曲线的左、右焦点分别为、,为双曲线的渐近线上的点,满足,且,的面积为,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据给定条件可得,利用三角形面积求出半焦距,再利用直角三角形性质,结合二倍角的正切求出即可得解.
【详解】由,得,而,的面积为,
则,,
令双曲线的半焦距为,则,即,直线方程为,
,而,则,
联立解得,所以双曲线的方程为.
故选:A
二.填空题(每小题5分,共计30分)
10. 复数z满足(其中i为虚数单位),则______.
【答案】
【解析】
【分析】根据复数模的计算方法即可求解.
【详解】∵,∴.
另解:.
故答案为:.
11. 在的展开式中,的系数是______.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【分析】写出展开式通项公式,求得的项数后可得系数.
【详解】,令得,所以所求系数为.
故答案为:.
12. 已知直线将圆的面积平分,过点作圆C的切线,切点为N,则__________________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出圆的圆心和半径,由于直线将圆的面积平分,所以可得直线过圆心,从而可求出的值,再利用勾股定理求出的值.
【详解】由圆,即,
则圆心,半径为,
因为直线将圆的面积平分,
所以圆心在直线上,
则,解得,故,
则,
所以.
故答案为:.
13. 已知,,且,则的最小值为______.
【答案】18
【解析】
【分析】等式变形为,则根据基本不等式即可得到答案.
【详解】解:已知,,且.
,即:.
则,
当且仅当,时取等号,
所以的最小值为18.
故答案为:18.
14. 已知抛物线的焦点为,准线为,若与双曲线的两条渐近线分别交于点A和点B,且(O为原点),则双曲线的离心率为________.
【答案】
【解析】
【分析】
计算抛物线的准线和双曲线的渐近线,得到,,化简得到,得到离心率.
【详解】抛物线的准线的方程为,双曲线的渐近线方程为,
则有,,,,,
.
故答案为:.
【点睛】本题考查了双曲线的离心率,意在考查学生的计算能力和转化能力.
15. 某陶瓷厂准备烧制甲、乙、丙三件不同的工艺品,制作过程必须先后经过两次烧制,当第一次烧制合格后方可进入第二次烧制,再次烧制过程相互独立.根据该厂现有的技术水平,经过第一次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.5、0.6、0.4,经过第二次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.6、0.5、0.75;则第一次烧制后恰有一件产品合格的概率为________;经过前后两次烧制后,合格工艺品的件数为X,则随机变量X的期望为______.
【答案】 ①. 0.38 ②. 0.9
【解析】
【分析】分为只有甲合格,只有乙合格,只有丙合格,3种情况,根据相互独立事件的概率乘法公式分别求出3种情况的概率,相加即可求得第一次烧制后恰有一件产品合格的概率;根据已知可求得每件工艺品经过两次烧制后合格的概率均为,因为概率相同,可以把它们看成3次重复试验发生次的概率,然后根据二项分布期望公式直接求解.
【详解】分别记甲、乙、丙经第一次烧制后合格为事件,,,
设表示第一次烧制后恰好有一件合格,
则
;
经过前后两次烧制后,甲合格的概率为,乙合格的概率为,丙合格的概率为,
则每件工艺品经过两次烧制后合格的概率均为,
所以,所以.
故答案为:0.38;0.9.
三.解答题 (共计75分)
16. 设锐角的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,.
(1)求B的大小;
(2)若,,求边长b及的面积.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理化简已知条件,求得,由此求得.
(2)利用余弦定理求得,利用三角形的面积公式求得三角形的面积.
【小问1详解】
由以及正弦定理,得,
因为,所以,又因为B为锐角,所以;
【小问2详解】
由余弦定理,可得,解得.
.
17. 如图,在直三棱柱中,,点分别为棱的中点.
(Ⅰ)求证:∥平面
(Ⅱ)求证:平面平面;
(Ⅲ)在线段上是否存在一点,使得直线与平面所成的角为300?如果存在,求出线段的长;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)1.
【解析】
【分析】(1) 方法一:取中点为,连结,,要证平面,即证:,;方法二:以为原点,分别以为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,求出平面的法向量为,又因为,即可得证.(2)方法一:要证平面平面,转证平面即证;方法二:分别求出两个平面的法向量即可得证.(3)建立空间直角坐标系,利用坐标法即可得到结果.
【详解】方法一:(1)取中点为,连结,
由且,
又点为中点,所以 ,
又因为分别为,中点,所以 ,
所以,
所以共面于平面 ,
因为,分别为中点, 所以,
平面,
平面,
所以平面 .
方法二:在直三棱柱中,平面
又因为,
以原点,分别以为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,
由题意得,.
所以,,
设平面的法向量为,则
,即,
令,得,
于是 ,
又因为,
所以 ,
又因为平面,
所以平面 .
(2)方法一:在直棱柱中,平面,
因为 ,所以,
又因为,
且,
所以平面 ,
平面,所以,
又,四边形为正方形,
所以 ,
又,所以,
又,
且,
所以平面 ,
又平面,
所以平面平面 .
方法二:设平面的法向量为,,
,即 ,
令,得,
于是 ,
,
即,所以平面平面.
(3)设直线与平面所成角为,则,
设,则 ,
,
所以 ,
解得或(舍),
所以点存在,即的中点,.
【点睛】垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型.
(1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行.
(2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直.
(3)证明线线垂直,需转化为证明线面垂直.
18. 已知椭圆的左焦点为,右顶点为,离心率为,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率为的直线与椭圆交于另一点,是轴上一点,且满足,若直线的斜率为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根据已知条件可得出关于、的值,求出这两个量的值,可求得的值,进而可得出椭圆的方程;
(2)求出点、的坐标,根据可得出关于的方程,结合可求得的值,进而可得出直线的方程.
【小问1详解】
解:由题意可得,解得,,所以,,
所以,椭圆方程为.
【小问2详解】
解:设直线的方程为,设点,
联立可得,
则为方程的一根,
所以,,可得,则,
即点,
由,得,所以,直线方程为,
在直线的方程中,令可得,即点,
所以,,即,
解得或,
因为,解得或,
所以,直线的方程为或.
19. 已知椭圆C的焦点在x轴上,中心在坐标原点,离心率为,过椭圆的左焦点F且倾斜角为的直线与圆相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且不垂直于x轴的直线l与椭圆C相交于A,B两点,若B关于x轴的对称点是E,证明:直线AE与x轴相交于定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由题意可得,进而得到,,再结合直线与圆的位置关系求解即可;
(2)设直线l的方程为,联立直线与椭圆方程,利用韦达定理求得,再由、两点关于轴对称,得到直线的方程,令,求得的表达式,代入即可求证.
【小问1详解】
由题意知,离心率,即,
则,即,则,
由圆,则圆心为,半径为,
过椭圆的左焦点F且倾斜角为的直线方程为,即,
由于此直线与圆相切,
则,解得,则,,
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
由题意设直线l的方程为,
由,得,
设,,则,,
因为、两点关于轴对称,所以,
直线的方程为,
令得:
,
所以直线与轴交于定点.
20. 已知函数,, 其中是自然对数的底数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数
①讨论函数的单调性;
②若为整数,且当时,恒成立,求的最大值;
【答案】(1);
(2)①答案见解析;②2.
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,利用导数的几何意义求出切线方程.
(2)①求出函数的导数,按分类求出函数的单调性;②由给定恒成立的不等式分离参数,构造函数,利用导数求出函数在上的最小值所在区间即可.
【小问1详解】
函数,求导得,则,而,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
【小问2详解】
①函数的定义域为,求导得,
当时,恒成立,函数在上单调递增;
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
②当时,函数,求导得,
当时,不等式,
令,,求导得,
由①知,函数在上单调递增,而,
函数在上存在唯一零点,即在上存在唯一的零点,
显然,且,当时,,当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
因此函数的最小值为,则,
所以整数的最大值为2.
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